1、第4章 鍵、銷及鉚釘聯接 4.1 平鍵聯接 4.2 平鍵的選擇和平鍵聯接的強度校核 4.3 楔鍵聯接和花鍵聯接 4.4 銷釘聯接 4.5 鉚釘聯接 鍵、銷聯接簡介 鍵(key)、銷(pin)：主要用來實現軸和軸上零件之間的周向固定，以傳遞轉矩和運動。 鍵、銷聯接是可拆聯接，通常是先根據各類鍵、銷的應用特點、工作情況來選擇鍵、銷的類型及尺寸，必要時再對鍵或銷進行強度校核。 鉚釘聯接是用鉚釘將被聯接件聯接在一起的一種不可拆聯接，鉚接多用于機架、外殼以及壓力容器等的聯接。4.1 平鍵聯接 平鍵（square key)是矩形截面的聯接鍵 平鍵在工作時，鍵的兩側面同軸及輪轂上的鍵槽側壁相互接觸以傳遞轉矩

2、，鍵側是工作面。 鍵的上表面與輪轂之間有間隙，是非工作面。 聯接特點:轉動零件在軸上的定心性好，裝拆方便。 按用途平鍵分為：普通平鍵（GB109679） 導向平鍵（GB109779） 滑鍵 較高較小的薄鍵（GB156679） 普通平鍵：圓頭平鍵 （各種鍵的鍵槽不同，特點不 同，指狀銑刀銑出） 平頭平鍵（盤狀銑刀銑出，常用螺釘緊固） 單圓頭平鍵（一般用于一端開通的鍵槽） 導鍵和滑鍵聯接都是動連接。 導鍵固定在軸上，軸上的零件可以滑動。 滑鍵固定在輪轂上，隨著軸上零件一起在軸上滑動。 鍵與其相對滑動的鍵槽之間為間隙配合，且表面粗糙度值應較低，以減少摩擦力。 當軸向移動距離較大時，宜采用滑鍵，因為如

3、用導鍵，鍵將很長，增加制造難度。 半圓鍵半圓鍵 鍵是圓鋼制成或沖壓磨削而成，軸向鍵槽用與半徑相同的銑刀加工而成。 優點：鍵能在軸槽中擺動，適應輪轂上鍵槽底面的傾斜要求，故加工裝配方便。 缺點：軸槽較深，對軸的強度影響較大。 用途：半圓鍵用于靜聯接，鍵的側面是工作面，多用于錐面聯接部位。4.2 平鍵的選擇和平鍵聯接的強度校核 平鍵已標準化：選擇方法是按軸徑d的大小從標準中選出平鍵的寬度和高度尺寸bh, 然后根據輪轂的寬度B從標準中選取鍵的長度L，L應小于或等于輪轂的寬度。 且L=1.5d 鍵的材料： b不小于600Mpa的碳素鋼，如45鋼等，也可以在其它特殊場合下用到20鋼或A3。 平鍵的失效形

4、式：主要是壓潰和剪斷 鍵上的剪切力：FT/(d/2) 擠壓面積：k*l，剪切面積：b*l 其中k為鍵與輪轂槽的接觸高度： 可在標準中查出，也可近似的按k=h/2計算。 l 為鍵的有效工作長度: 對于圓頭平鍵:l=L-b 對于單圓頭平鍵：l=L-b/2 平頭平鍵：l=L 擠壓強度和剪切強度的校核公式為： 強度不足時，可用兩鍵180布置 載荷分布不均勻時可作適當的處理,T*1.5 許用剪切應力和擠壓應力見表41(課本p50)ppdklT2 dblT24.3 斜鍵聯接和花鍵聯接 4.3.1 斜鍵聯接 斜鍵聯接可以分為楔鍵聯接和切向鍵聯接 一.楔鍵聯接(gib-head taper key) 上下面為

5、工作表面，鍵的兩側面有間隙。 鍵的上表面有1:100的斜度，輪轂槽也有相同的斜度。 工作時主要靠摩擦力fN傳遞轉矩T，并能軸向固定零件和承受單向的軸向力。 二.切向鍵聯接 兩個斜度為1:100的單邊傾斜楔組成，裝配后，兩楔以斜面相互貼合，共同楔合在軸轂之間，切向鍵的上下面是工作面，鍵在聯接時必須有一個工作面處于包含軸心線的平面之內。 工作面上的擠壓力沿軸的切向作用，而靠擠壓力傳遞轉矩，軸、轂之間雖有摩擦力，但主要不依靠它傳遞轉矩，如果轉矩要變向，須用兩個切向鍵，切向鍵也可以傳遞單向軸向力。由于打入斜鍵時，會產生很大的徑向力，迫使軸和轂產生偏心e，其次在振動、沖擊或變載荷作用下容易松動，因此斜鍵

6、僅用于定心精度要求不高、載荷平穩和低速傳動的聯接。 4.3.2 花鍵聯接 花鍵聯接靠軸和轂上的縱向齒的相互擠壓傳遞轉矩，可以用于靜聯接和動連接 根據齒形不同可分： 矩形 （GB114487） 漸開線（GB3478.183） 三角形 根據定心方式不同可分： 外徑定心，內徑定心和鍵側定心 特點和應用場合。 新標準中規定，矩形花鍵聯接以內徑定心，有輕，中兩個系列，分別適用于載荷較輕或中等的場合。制造時，軸和轂上的結合面都要經過磨削，故鍵的熱處理后的表面硬度應該高于40HRC。矩形花鍵具有定心精度高，應力集中較小，承載能力較大等優點，故應用很廣。 在目前生產中，還有按舊標準生產的以外徑定心和側面定心的

7、矩形花鍵聯接。 外徑定心適用于轂孔表面硬度不高于40HRC，鍵槽可用拉刀加工的情況。 側面定心因壓力易于沿鍵長方向得到均勻分布，故較適用于載荷較重的場合，但不能保證軸轂的精確定心。 新標準規定漸開線花鍵聯接時由作用于齒面上的壓力自動平衡來定心的，漸開線的制造工藝和齒輪制造完全相同，但壓力角有30和45兩種，齒根有平齒根和圓齒根兩種。 為了便于加工，一般選用平齒根，但圓齒根有利于降低應力集中和減少產生淬火裂紋的可能性。 漸開線花鍵聯接具有承載能力大，使用壽命長，定心精度高等特點，宜用于載荷較大，尺寸也較大的聯接，在目前生產中，也有以外徑定心的，這時需要專門的滾刀和插刀切齒，常用于徑向載荷較大的動

8、聯接。 細齒漸開線花鍵的齒較細，有時可作成三角形。這種聯接適用于載荷很輕或薄壁零件的軸轂聯接，也可用作錐形軸上的輔助聯接。 與平鍵比較，花鍵聯接有以下優點： 1）齒對稱分布，使軸轂受力勻稱； 2）齒軸一體而且齒槽較淺，齒根的應力集中較小，被聯接件的強度削弱較少； 3）齒數多，總接觸面積大，壓力分布較均勻，這些都使聯接具有較高的承載能力。 此外，齒可利用較完善的制造工藝，因而被聯接件能得到較好的定心和軸上零件沿軸移動時能得到較好的導引，而且零件的互換性也容易保證。 以上各點使花鍵聯接的應用日趨廣泛，特別是作為軸轂的動聯接更有其獨特的優越性。 但是，齒的制造要用專門的設備和工具，這就使花鍵聯接的應

9、用受到一定的限制。花鍵聯接的計算 花鍵聯接的設計通常是先選聯接的類型和方式，查出標準尺寸，然后再作強度驗算，聯接的可能失效有：齒面的壓潰和磨損，齒根的剪斷或彎斷等，對于實際采用的材料組合和標準尺寸來說，齒面的壓潰和磨損常是主要的失效形式，因此，一般只作聯接的擠壓強度或耐磨性計算。 z 齒數， h 齒面的工作高度， l齒的接觸長度，p花鍵聯接的許用擠壓強度，p 花鍵聯接的許用壓強。 rm 平均半徑pmrlkzhTprlkzhTm 花鍵聯接的零件多用強度極限不低于600Mpa的鋼料制成，多數要經多熱處理（特別是在頻繁移動的齒上）以便獲得足夠的硬度抗磨。4.4 銷釘聯接 銷：主要用來固定零件之間的相

10、對位置，也可以聯接以傳遞不大的載荷，還可以作為安全裝置中的過載剪斷元件，是組合加工中和裝配中的重要輔助零件。 銷的材料一般用強度極限不低于500Mpa-600Mpa的碳素結構鋼（如35、45）和易切鋼（ Y12）等 圓柱銷（GB11986）靠微量的過盈固定在孔中，徑多次拆裝會降低定位精度和聯接可靠性。 圓錐銷（GB11786）有1：50的錐度，可以自鎖，可以多次拆裝，所以定位精度高，拆裝方便。 特殊形式： 彈性圓柱銷（GB87986） 內螺紋圓錐銷（GB12086）； 螺尾圓錐銷（GB88186）可用與銷孔沒有開通或拆卸困難的場合； 開尾圓錐銷（GB87786）可以保證銷在沖擊、振動或變載下不致松脫； 槽銷：用彈簧鋼滾壓或模鍛而成，有縱向凹槽，由于材料的彈性，銷擠緊在